独山子是依靠石油发展起来的工业城区, 是新疆石油工业的发祥地, 由其南端的独山(维吾尔语玛依塔柯山的意译)而得名。1897年开采石油, 1936年建炼油厂。1955年经新疆省人民政府批准, 设立省辖区, 直属新疆省政府领导。1958年划归克拉玛依市管辖, 为克拉玛依市辖区的县级区。区内有国家大型石化骨干企业----独山子石化总厂。
独山子区距克拉玛依市区150千米,中间被奎屯市所隔断。由于地方政权成立时间较早，再加上独特的地理位置，使独山子区成为克拉玛依市辖区中地方行政部门相对健全的1个区。经过几十年的发展，独山子现已形成以炼油、化工、机械制造、电力、建材、塑料为主体，以商贸流通服务业为辅助的比较完整的经济发展体系。
1954年由新疆省人民政府下文成立“独山子地方行政委员会”,1955年正式成立了县级建制的“独山子矿区地方行政委员会”,直辖于新疆省领导。1956后改为“新疆维事尔自治区独山子镇人民委员会”(县级建制),由自治区人民委员会直接领导。1958年克拉玛依市成立,独山子划归为克拉玛依市的1个区(县级建制)。1984年自治区决定克拉玛依市为直辖不设区的市, 撤销克拉玛依市独山子区,成立克拉玛依市独山子镇人民政府(县级建制)。1990年自治区恢复克拉玛依市为设区的市,克拉玛依市独山子区人民政府重新成立。
1997年9月, 独山子区被文化部命名为“全国文化建设先进县(区)”。全区有电视台1座，调频广播电台1座，开通有线电视节目频道40套，家庭电视普及率100%， 闭路电视用户1300户。有各类学校16所，其中有国家重点中专学校1所， 教育普及率100%。有各类专业技术人员1.5万人。
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